(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造後の積層された高温スラブ鋳片の散水冷却装置であって、
該積層された高温スラブ鋳片の長手方向の両側面を散水冷却するための散水スプレー装置と、
該積層された高温スラブ鋳片の最上段に位置するスラブ鋳片の上面を覆う断熱構造部材とを有する積層高温スラブ鋳片の散水冷却装置において、
前記断熱構造部材は、該積層された高温スラブ鋳片の最上段に位置するスラブ鋳片の上面およびその上方を、連続的に前記断熱構造部材による該最上段に位置するスラブ鋳片の上面の被覆および被覆除去が可能なように、昇降可能に設置されていることを特徴とする積層高温スラブ鋳片の散水冷却装置。
【請求項２】
前記断熱構造部材は、該部材に取り付けられた該部材懸架用の鋼製のワイヤーまたはチェーンをドラムに巻き取り、または巻き戻すことにより昇降可能とされたことを特徴とする請求項１に記載の積層高温スラブ鋳片の散水冷却装置。
【請求項３】
前記断熱構造部材は、前記最上段のスラブ鋳片の上面を覆う箱型形状を有し、該箱型形状の下面が開口し、かつ内部が空間である鋼製の箱型構造物により構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の積層高温スラブ鋳片の散水冷却装置。
【請求項４】
前記断熱構造部材は、前記鋼製の箱型構造物が、高温スラブ鋳片の長手方向に一体構造をなすか、または２個以上に分割された箱型構造物が連接されてなることを特徴とする請求項３に記載の積層高温スラブ鋳片の散水冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層された高温のスラブ鋳片の側面を散水冷却するとともに、最上段スラブの上面を断熱構造物により保温することにより、鋳片の反りを発生させることなく、効率よく冷却することのできるスラブ鋳片の散水冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造後の高温のスラブ鋳片を冷却する際には、冷却過程においてスラブ鋳片の表面と裏面との間に温度差が生じ、この温度差による熱収縮率の差や相変化による膨張に起因して鋳片に反りが発生しやすく、この反りが、鋳片の冷却完了後も残留する。上記のスラブ鋳片の反りは、散水冷却前の鋳片の表面温度が６００℃以上の場合に顕著に表れやすい。
【０００３】
高温の鋳片を冷却する場合の鋳片の反りを防止するための従来技術としては、例えば、下記の特許文献１〜特許文献３などに開示された方法が公知である。
【０００４】
特許文献１には、連続鋳造された積層スラブを、側面の表面温度が６００℃以下になるまで大気中で放冷後、積層された最上段のスラブの上面から所定の範囲を除く両側面を散水冷却する方法が開示されている。また、特許文献２には、連続鋳造後の高温の鋳片に散水処理および散水停止処理を周期的に繰り返し施すことにより鋳片を冷却する方法が開示されている。
【０００５】
上記の文献に開示された冷却方法は、鋳片の反りの発生を大幅に低減できる優れた冷却方法であるが、鋳片の反りを皆無とすることは難しい。鋳片の反りを皆無とするためには、所定の鋳片表面温度以下の範囲における散水冷却や、散水処理と散水停止処理との繰り返しによる冷却方法のみでは不十分であり、鋳片の表面と裏面との温度差を積極的に低減する方策を講じることが肝要であり、そのための冷却装置の開発が必要である。
【０００６】
鋳片の表面と裏面との温度差を積極的に低減する方法として、特許文献３には、下記の冷却方法が開示されている。すなわち、積層高温スラブの最上段スラブの上面に水滴付着防止処置を施して、高温スラブの長手方向両側面に冷却水を散水する鋳片の冷却方法が開示されている。同文献では、水滴付着防止処置の具体例として、最上段スラブの上面に厚鋼板を積載する方法が記載されているが、この厚鋼板の運搬、積載および取外し作業には多大な工数とコストとを要し、さらに、上記厚鋼板の分だけ、冷却されるスラブの積載枚数が減少するという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−５５８６５号公報（特許請求の範囲および段落［００２５］〜［００２７］）
【特許文献２】特願２００７−３６６４０号（特許請求の範囲および段落［００１５］〜［００１８］）
【特許文献３】特開平１１−２８６７２８号公報（特許請求の範囲および段落［０００４］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記のとおり、高温のスラブ鋳片の冷却に関する従来技術には、下記の（ａ）および（ｂ）の問題があった。すなわち、（ａ）スラブ鋳片を、表面温度が例えば６００℃以下の範囲において散水冷却する方法、または、これに散水処理と散水停止処理との繰り返しを組み合わせた冷却方法では、鋳片の反りを抜本的に防止することは困難であること、および（ｂ）積層高温スラブの最上段スラブの上面に厚鋼板などの水滴付着防止材を積載する方法により、鋳片の反りを防止することは可能であるが、水滴防止用厚鋼板の運搬、積載および取外し作業を要し、生産性の低下およびコスト上昇が避けられない、といった問題である。
【０００９】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その課題は、積層された高温スラブ鋳片の側面を散水冷却するとともに、最上段スラブの上面を断熱構造物により保温することにより、鋳片の反りを防止すると同時に、生産性の低下およびコスト上昇をともなうことなく、スラブを効率よく冷却することのできる散水冷却装置を提供することにある。
【００１０】
スラブ鋳片の冷却場は、高熱かつ水蒸気雰囲気下にあり、機械装置においては熱歪が発生しない構造、電気設備においては耐熱性および耐水性が特に要求される。したがって、本発明の課題は、より詳細には、上記の要求を満足し、手介入を行うことなく、連続的に上記断熱構造物による最上段スラブ上面の被覆および被覆除去操作が可能であるとともに、積層されたスラブ鋳片の側面を散水冷却することのできる散水冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記の課題を解決するため、６００℃以上の高温から散水冷却を行ってもスラブの残留反り（以下、単に「反り」とも記す）を生じさせることのない散水冷却装置について検討および開発を行い、下記の（ａ）および（ｂ）の知見を得て、本発明を完成させた。
【００１２】
（ａ）鋳片における反りの発生過程は、下記のとおりである。図１は、鋳片における反りの発生過程を模式的に示す図であり、同図（ａ）は、散水冷却を開始した直後の状態を、同図（ｂ）は、その後、最上段のスラブが上反りを起こした状態を、同図（ｃ）は、その後、最上段のスラブが水平な状態に復帰した状態を、そして、同図（ｄ）は、さらに、下反りへと進行した状態を、それぞれ示す。
【００１３】
（ａ−１）連続鋳造後の高温のスラブを散水冷却すると、散水がスラブの上面にかかりやすく、また、発生した水蒸気の蒸発潜熱による冷却効果により、積層された最上段のスラブでは、スラブ上面における冷却が下面における冷却よりも急速に進行する。その結果、スラブの上面と下面との温度差に起因して上反り（下に凸形状の反り）が発生する（図１（ａ）および図１（ｂ））。
【００１４】
（ａ−２）上記（ａ−１）にて述べた上反りは、その後、スラブの自重により本来の水平な状態に復帰する（同図（ｃ））。しかし、さらに、冷却が進むと、冷却水および水蒸気により、最上段スラブの下面の冷却が進行し、スラブ上面と下面とにおける冷却の進行状況の差が小さくなって、逆に、下反り（上に凸形状の反り）が発生する。この下反りが残留反りとして残る（同図（ｃ））。
【００１５】
（ｂ）上記（ａ）にて述べた反りを防止するためには、積層された最上段スラブの上面を断熱部材により覆うことにより上面と下面とにおける温度差を低減させながら、散水冷却することが最も効果的である。断熱部材による最上段スラブ上面の被覆および被覆解除を繰り返し安定して実施することのできる耐熱性に優れた装置としては、下記の機能または機構を有するものが好ましい。
【００１６】
（ｂ−１）断熱構造部材は、積層された高温スラブ鋳片の最上段に位置するスラブ鋳片の上面およびその上方を昇降可能に構成されている。
【００１７】
（ｂ−２）断熱構造部材は、その部材に取り付けられた鋼製のワイヤーまたはチェーンをドラムに巻き取り、または巻き戻すことにより昇降可能に構成されている。
【００１８】
（ｂ−３）断熱構造部材は、最上段のスラブ鋳片の上面を覆う箱型形状を有し、箱形形状の下面が開口し、かつ内部が空間である鋼製の箱型構造物により構成されている。
【００１９】
（ｂ−４）断熱構造部材は、鋼製の箱型構造物が、高温スラブ鋳片の長手方向に一体構造をなすか、または２個以上に分割された箱型構造物が連接された構造を有する。
【００２０】
本発明は、上記の知見に基いて完成されたものであり、その要旨は、下記の（１）〜（４）に示すスラブの冷却方法にある。
【００２１】
（１）鋳造後の積層された高温スラブ鋳片の散水冷却装置であって、該積層された高温スラブ鋳片の長手方向の両側面を散水冷却するための散水スプレー装置と、該積層された高温スラブ鋳片の最上段に位置するスラブ鋳片の上面を覆う断熱構造部材とを有する積層高温スラブ鋳片の散水冷却装置において、前記断熱構造部材は、該積層された高温スラブ鋳片の最上段に位置するスラブ鋳片の上面およびその上方を、連続的に前記断熱構造部材による該最上段に位置するスラブ鋳片の上面の被覆および被覆除去が可能なように、昇降可能に設置されていることを特徴とする積層高温スラブ鋳片の散水冷却装置。
【００２３】
（２）前記断熱構造部材は、該部材に取り付けられた該部材懸架用の鋼製ワイヤーまたはチェーンをドラムにより巻き取り、または巻き戻すことにより昇降可能とされたことを特徴とする前記（１）に記載の積層高温スラブ鋳片の散水冷却装置。
【００２４】
（３）前記断熱構造部材は、前記最上段のスラブ鋳片の上面を覆う箱型形状を有し、該箱形形状の下面が開口し、かつ内部が空間である鋼製の箱型構造物により構成されていることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の積層高温スラブ鋳片の散水冷却装置。
【００２５】
（４）前記断熱構造部材は、前記鋼製の箱型構造物が、高温スラブ鋳片の長手方向に一体構造をなすか、または２個以上に分割された箱型構造物が連接されてなることを特徴とする前記（３）に記載の積層高温スラブ鋳片の散水冷却装置。
【００２６】
本発明において、「高温スラブ鋳片」とは、表面温度が１００℃〜８００℃の範囲にあるスラブ鋳片を意味する。
【００２７】
「分割された箱型構造物が連接されてなる」とは、分割された箱型構造物が互いに剛体的に連結されるか、または屈曲可能に接続されて構成されていることを意味する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の散水冷却装置は、積層された高温スラブ鋳片の側面を散水冷却するとともに、良好な操作性のもとに、最上段スラブの上面を断熱構造物により保温することにより、生産性の低下およびコスト上昇を招くことなく、鋳片の反りの発生を防止し、効率よくスラブを冷却することのできる散水冷却装置である。したがって、本発明のスラブ鋳片の冷却装置は、高熱かつ水蒸気雰囲気下にあるスラブ鋳片の冷却工程において、装置トラブルを起こすことなく、安定してスラブを冷却することのできる散水冷却装置として、広範に活用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明は、前記のとおり、鋳造後の積層された高温スラブ鋳片の散水冷却装置であって、積層された高温スラブ鋳片の長手方向の両側面を散水冷却するための散水スプレー装置と、積層された高温スラブ鋳片の最上段に位置するスラブ鋳片の上面を覆う断熱構造部材とを有する積層高温スラブ鋳片の散水冷却装置において、前記断熱構造部材は、該積層された高温スラブ鋳片の最上段に位置するスラブ鋳片の上面およびその上方を、連続的に前記断熱構造部材による該最上段に位置するスラブ鋳片の上面の被覆および被覆除去が可能なように、昇降可能に設置されている積層高温スラブ鋳片の散水冷却装置である（請求項１に係る発明）。以下に、本発明の内容についてさらに詳細に説明する。
【００３０】
１．基礎試験
【００３１】
図２に、積層されたスラブ鋳片の反りの防止に関する基礎試験の方法を示す。同図（ａ）は、最上段スラブの上面をグラスウールにより覆った場合を、同図（ｂ）は、最上段スラブの上面を鋼板製の箱型形状の断熱構造部材により覆った場合を、そして、同図（ｃ）は、鋼板製の箱型形状の断熱構造部材の斜視図を、それぞれ示す。
【００３２】
試験１として、図１（ａ）に示すとおり、積層された高温のスラブ鋳片上面にグラスウールを単体で載置することによりスラブの上面を覆い、この状態で積層されたスラブ鋳片の側面を散水冷却した。この試験の結果から、最上段のスラブ鋳片上面をグラスウールにより覆った場合には、グラスウールにより覆わない場合に比較して、鋳片の反りが明確に軽減されることが判明した。
【００３３】
試験２として、同図（ｂ）に示すとおり、積層された高温のスラブ鋳片上面に鋼板製の箱型形状の断熱構造部材を載置することによりスラブの上面を覆い、この状態で積層されたスラブ鋳片の側面を散水冷却した。試験１の場合と同様に、スラブ鋳片上面を箱型形状の断熱構造部材により覆った場合には、鋳片の反りが明確に軽減された。
【００３４】
そこで、上記の試験結果に基づいて、実用化のための散水冷却装置の最良の形態について検討および開発を進めた。
【００３５】
２．請求項２に係る発明
請求項２に係る発明は、断熱構造部材が、該部材に取り付けられた部材懸架用の鋼製ワイヤーまたはチェーンをドラムにより巻き取り、または巻き戻すことにより昇降可能とされた請求項１に記載の積層高温スラブ鋳片の散水冷却装置である。
【００３６】
２−１．断熱構造部材の昇降機構
図３は、積層されたスラブ鋳片の散水冷却装置の側面図を示し、同図（ａ）は、断熱構造部材を最上段スラブの上面へ降下載置した状態を、同図（ｂ）は、断熱構造部材を最上段スラブの上面から上昇除去した状態を表す。
【００３７】
同図（ａ）に示すとおり、積層されたスラブ鋳片１の最上段スラブの上方から断熱構造部材６を降下させて最上段スラブの上面に載置することにより、最上段スラブの上面を覆ってスラブ上面からの放熱を防止する。台車４上に積層して積載されたスラブ鋳片１の上面への断熱構造部材６の降下載置は、断熱構造部材６に取り付けられた該部材懸架用の鋼製ワイヤー７またはチェーンを巻き取りドラム５により巻き戻すことにより行い、一方、断熱構造部材６の上昇除去は、上記鋼製ワイヤー７またはチェーンを巻き取りドラム５に巻き取ることにより行う。
【００３８】
スラブ鋳片の冷却場への台車４の出し入れ時には、断熱構造部材６を上昇させておき、台車４が断熱構造部材６の下方位置に停車した時に断熱構造部材６を降下させて、台車４上に積載された高温スラブ鋳片１の最上段スラブの上面に載置する。その後、散水ノズルから、積載スラブ鋳片の側面に冷却水を散水し、スラブ鋳片を冷却する。
【００３９】
上記のように鋼製ワイヤーまたは鋼製チェーンにより断熱構造部材を懸架し、昇降させる方式を用いることにより、高温のスラブ鋳片からの熱に起因する駆動装置部の熱歪を回避し、操作の安定性および装置の耐久性を確保することができる。散水冷時に発生する水蒸気雰囲気下での耐食性および耐熱性をさらに向上させるには、ワイヤーなどの材質をステンレス鋼とすることが好ましい。
【００４０】
図４は、積層されたスラブ鋳片の散水冷却装置の正面図（図３におけるＡ方向矢視）を示し、最上段スラブの上面への断熱構造部材の降下載置および同上面からの断熱構造部材の上昇除去ならびにスラブ鋳片側面への散水状況を表す。
【００４１】
同図は、スラブ鋳片１を積載した３両の台車４を同時に冷却場に配置し、断熱構造部材６を各台車に積載された高温スラブ鋳片１の最上段スラブの上面に降下載置することによりスラブ上面を覆い、積載スラブの側面を散水ノズル１０からの散水により冷却する散水冷却装置の例を示している。断熱構造部材６の昇降は、正逆回転する巻き取りドラム５に断熱構造材懸架用の鋼製ワイヤー７を巻き取り、または巻き戻すことにより行われる。この巻き取りドラム５は、巻き取り軸８に固着され、昇降駆動部１１から繰り出されるチェーン９により正逆駆動回転する巻き取り軸８とともに回転する。
【００４２】
上記のとおり、昇降駆動部１１から、断熱構造部材６を昇降させる巻き取りドラム５を駆動回転させる巻き取り軸８への動力の伝達には、耐熱性を有する鋼製のチェーン９による動力伝達方式を採用した。また、昇降駆動部１１は、例えば、巻き取り軸８の片端部の下方に設置し、高温鋳片からの輻射熱を遮蔽する防熱板１２を設けて、昇降駆動部１１の装置保護を行うことが好ましい。
【００４３】
図５は、巻き取りドラム、ワイヤーおよび断熱構造部材の連結状況を示す部分詳細図を示し、同図（ａ）は、平面図（図４におけるＢ方向矢視）を、同図（ｂ）は、側面図（図４におけるＣ方向矢視）を表す。
【００４４】
同図に示される例では、断熱構造部材６は、２本の鋼製ワイヤー７により懸架され、駆動回転する巻き取り軸８に固着された巻き取りドラム５の正逆回転による鋼製ワイヤー７の巻き取り、または巻き戻しにより、積層されたスラブ鋳片１の最上段スラブの上面およびその上方を昇降作動する。  
【００４５】
２−２．断熱構造部材昇降用ワイヤーの駆動機構
図６は、断熱構造部材の昇降駆動部の一例を示す側面図（図４におけるＣ方向矢視である。同図において、実線で示す鋼製ワイヤー７およびリンク機構１１２は、断熱構造部材６を上昇させた場合を示し、破線で示す鋼製ワイヤー７およびリンク機構１１２は、断熱構造部材６を降下させた場合を示す。
【００４６】
同図に示す例は、シリンダー１１１およびリンク機構１１２を組み合わせて、昇降駆動部１１を構成した例である。シリンダー１１１のストロークをリンク支点１１３を支点としてリンク機構１１２により拡大し、巻き取りドラム５を回転させるための鋼製チェーン９を昇降駆動させることにより、小さなストロークのシリンダーを使用した場合においても、断熱構造部材６の降下および上昇ストロークをより大きくすることができる。
【００４７】
この例は、スラブ鋳片１の積載枚数が変更された場合にも、断熱構造部材６を最上段のスラブ鋳片の上面に容易に載置し、スラブ上面を覆って、スラブ上面からの熱放散を確実に防止することのできる昇降駆動機構である。スラブ鋳片１の積載枚数の変動量が少ない場合にはリンク機構１１２を採用せず、シリンダー１１１の出力側に直接、鋼製チェーン９を連結する簡素な構成を採用することも可能である。
【００４８】
ここで、巻き取りドラム５の駆動回転方式としては、シリンダー１１１により得られる往復運動を鋼製チェーン９などを介して回転運動に変換する方式の他に、下記の方式を採用することもできる。
【００４９】
図７は、巻き取りドラムの別の駆動回転方式を示す図であり、同図（ａ）は、平面図（図４におけるＢ方向矢視に相当）を、同図（ｂ）は、側面図（図４におけるＣ方向矢視）を表す。
【００５０】
同図の例は、図４〜図６に示した例とは異なり、巻き取り軸８にモータ１３の出力軸が直接、結合されている例である。このモータ１３としては、巻き取り軸８の駆動に必要な負荷および断熱構造部材６の昇降速度に応じて、電動機、油圧モータ、エアーモータなどの回転アクチュエータを使うことができ、また、減速機構を介在させることもできる。
【００５１】
前記１．の基礎試験の項にて述べたとおり、積層スラブ鋳片の最上段スラブ鋳片の上面をグラスウールにより覆った場合、および鋼板製の箱型形状の断熱構造部材により覆った場合のいずれの場合にも、スラブ鋳片の上面からの熱放散が低減され、鋳片の反りは明らかに軽減された。鋼板製の箱型形状の断熱構造部材の詳細については、下記の３．にて説明を行うので、ここでは、グラスウールによる断熱構造部材について、さらに説明を加える。
【００５２】
図８は、グラスウールを補強材により包んだ断熱構造部材の例を示す図である。グラスウール２は、最上段スラブ鋳片の上面への載置、同上面からの除去または昇降操作などにより、摩耗などの損傷を受けやすく、さらに、操作性にも劣る。したがって、同図に示すように、網状または枠状の補強材２０１により補強することにより、優れた断熱性を確保しながら、良好な操作性および寿命の延長を図ることができる。補強材は、高温鋳片から受ける熱による熱歪を回避する観点から、網状の構造のものが好ましく、材質としては、ステンレス鋼を採用することがさらに好ましい。
【００５３】
３．請求項３および４に係る発明
請求項３に係る発明は、断熱構造部材が、最上段のスラブ鋳片の上面を覆う箱型形状を有し、箱形形状の下面が開口し、かつ内部が空間である鋼製の箱型構造物により構成されている請求項１または２に記載の積層高温スラブ鋳片の散水冷却装置である。また、請求項４に係る発明は、断熱構造部材は、鋼製の箱型構造物が、高温スラブ鋳片の長手方向に一体構造をなすか、または２個以上に分割された箱型構造物が連接されてなる請求項３に記載の積層高温スラブ鋳片の散水冷却装置である。
【００５４】
前記の図８に示した断熱構造部材は、スラブ鋳片の上面と補強材２０１とが直接、接触する。スラブ鋳片の表面温度は５００℃〜８００℃程度の高温であることから、鋳片からの伝導伝熱などによる温度上昇により、補強材２０１の劣化が早く、寿命が短くなるといった問題がある。そこで、この点を改善した結果、下記の構造の断熱構造部材が効果的であることが判明した。
【００５５】
図９は、箱型形状の断熱構造部材により最上段スラブ鋳片の上面を覆った状態を示す図であり、同図（ａ）は平面図を、同図（ｂ）は側面図を表す。
【００５６】
同図に示す断熱構造部材３の特徴は、箱形形状の下面が開口しており、最上段のスラブ鋳片１０１の上面と箱型形状の上面との間に空間すなわち空気層３０２を設けたことにある。このような構造とすることにより、前記図８に示したグラスウールを組み込んだ断熱構造部材に比較して、製作費が安価となり、かつ軽量な断熱構造部材とすることができる。また、スラブ鋳片１０１の上面と箱型形状の上面との間に空間を設けたことにより、断熱構造部材の熱負荷を軽減できるので、断熱構造部材の寿命の延長を図ることができる。
【００５７】
箱型形状の断熱構造部材が、種々のスラブ幅を有するスラブ鋳片１０１上に載置された場合にも、傾斜することなく安定した姿勢を保持し、スラブ鋳片１０１の上面と箱型形状の上面との間に一定の間隔を確保するためには、スペーサ３０１を設けることが好ましい。
【００５８】
台車４上に積載されるスラブ鋳片１の長さは９〜１０ｍ程度である。したがって、積載スラブの最上段のスラブ鋳片の上面を覆う鋼製の箱型形状を有する断熱構造部材３のスラブ長手方向の長さは、可能な限りスラブ鋳片１の上記長さに近づけることが好ましい。そのためには、箱型形状の断熱構造部材３は、スラブ鋳片１の長手方向に長尺を有する一体構造とするか、または、例えば、長さが１ｍ程度の箱型構造物に分割し、これを複数個連接して構成すればよい。
【００５９】
分割された複数個の鋼製箱型構造物を連接して断熱構造部材を構成する場合は、箱型構造物１個当たりの長さが短いため、製作が容易であり、かつ、老朽化に応じて箱型構造物を１個毎に交換することができるという利点がある。また、鋼製の箱型構造物は、断熱性能、耐熱性および１個当たりの質量を考慮し、厚さが１〜３ｍｍ程度のステンレス鋼板製とし、上下方向の深さが１０〜１００ｍｍの範囲とすることが好ましい。ここで、上下方向の深さが１０ｍｍ程度と浅い場合は、箱型構造物の側面の板を省略しても、側面からの熱放散量が少ないため、上記と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
４．断熱構造部材によるスラブ鋳片上面の被覆比率
グラスウールまたは箱型形状のいずれの断熱構造部材によりスラブ鋳片の上面を覆う場合においても、スラブ上面からの熱放散面積を低減して保温効果を高めることにより、鋳片の反りを効果的に防止することができる。実機設備における保温効果および経済性を考慮すると、鋳片の幅方向については８５％以上を、同長手方向については６５％以上を断熱構造部材により覆うことにより、高い保温効果が得られるので好ましい。鋳片の反りを皆無とする観点からは、鋳片幅方向の９０％以上を、また、同長手方向の７０％以上を断熱構造部材により覆うことがさらに好ましい。  
【実施例】
【００６１】
本発明に係る積層高温スラブ鋳片の冷却装置の効果を確認するため、以下に述べる試験を実施し、その結果を評価した。
【００６２】
表１に、試験条件および試験結果を示した。
【００６３】
【表１】
0005245423.tif 000002
【００６４】
同表に示すとおり、試験条件として、スラブの初期表面温度、散水パターン、散水量、最上段スラブ上面の保温処置などを変化させ、スラブの反り量および冷却所要日数を調査した。
【００６５】
（１）試験方法
連続鋳造により低炭素鋼のスラブを鋳造し、得られた、厚さ：２２７ｍｍ、幅：１２５０ｍｍ、および長さ：９ｍで、初期表面温度が７００〜７６０℃の高温のスラブを用い、９枚（９段）の積層されたスラブの側面に散水を行う冷却試験を実施した。散水冷却には、横１列または複数列に配したフルコーンタイプのノズルを用い、スラブ上面または積層スラブ側面の表面温度が所定の温度に低下するまでスラブの表面に散水を行った。
【００６６】
表１中に記載の「散水パターン」は、連続散水冷却または間欠散水冷却の区別を示し、さらに散水パターン中のＡ、ＢおよびＣは、それぞれ散水時間、散水停止時間、および全散水冷却時間を表す。なお、同表中に記載された散水パターンは、本発明の散水冷却装置を用いた散水冷却パターンの一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６７】
図１０に、散水冷却方法における散水量の経時変化の概念図を示す。冷却試験中の間欠散水冷却では、同図に示す散水時間（Ａ）、散水停止時間（Ｂ）および散水冷却開始から散水冷却終了までの全散水冷却時間（Ｃ）として、上記の表１中に示したＡ、ＢおよびＣの各値を採用し、試験を行った。
【００６８】
また、同表中に記載の「平均散水量」は、（全散水冷却時間内に散水した総散水量（Ｌ））／（散水冷却開始から散水冷却終了までの時間（ｍｉｎ））／（冷却スラブの総質量（ｔ））により算出される値を表す。
【００６９】
同表中に記載の「最上段スラブ保温処置」は、保温処置の有無を示し、「有り」との表記は、スラブ上面の保温処置として、幅：１ｍ、長さ：１ｍおよび深さ：１００ｍｍの箱型構造物を８個連接して構成された断熱構造部材をスラブの上面に載置することにより保温処置を施したことを表し、また、「無し」との表示は何らの処置をも行わなかったことを表す。試験結果には表示しないが、深さが１０ｍｍ（側面板なし）の断熱構造物を用いた場合においても同様の結果が得られた。
【００７０】
散水冷却の後、スラブの表面温度が４０℃以下となるまで放冷を行い、「反り量」の測定を行った。反り量の測定は、最上段スラブとその下段のスラブとの垂直方向の間隙を測定することにより行い、スラブの長手方向の単位長さ（ｍ）当たりの反り量（ｍｍ）に換算して、これを表示した。
【００７１】
「冷却日数」は、連続鋳造の鋳込み終了からスラブの表面温度が４０℃に低下するまでの所要日数により表示した。冷却日数には散水冷却後の空冷を含む。
【００７２】
また、スラブの表面温度は、下記のとおり測定した。１枚のスラブの表面温度については、スラブの長手方向の片側側面の中央部において表面温度を測定し、これを表面温度とした。また、積層されたスラブの表面温度については、積層スラブの下から５枚目のスラブの長手方向の片側側面の中央部における表面温度を測定し、これを表面温度とした。なお、散水前の表面温度は放射型温度計により測定し、散水後の表面温度については、表面を乾燥後、接触型温度計により測定した。
【００７３】
（２）試験結果
試験番号１および３は、本発明で規定する要件を満たさない比較例についての試験である。そのうち、試験番号１は、本発明の散水冷却装置を用いず、したがって、最上段スラブの保温処置を行わずに連続散水冷却を行った試験であり、試験番号３は、最上段スラブの保温処置を行わずに間欠散水冷却を行った試験である。これに対して、試験番号２、４および５は、本発明で規定する要件を満足する本発明例についての試験である。
【００７４】
比較例の試験番号１および３では、本発明例に比して反り量が大きい。最上段スラブの保温処置を行わずに間欠散水冷却のみを行った比較例の試験番号３では、連続散水冷却を行った試験番号１に比較して反り量が軽減されたものの、反り量を皆無とすることはできなかった。
【００７５】
連続散水冷却を行った比較例の試験番号１に比して、本発明の散水冷却装置を用いて、連続冷却を行い、且つ最上段スラブの保温処置を実施した本発明例の試験番号２は、反り量が減少しており、本発明の装置を使用した効果が発揮された。さらに、本発明の散水冷却装置を用いて、間欠散水冷却を行い、且つ最上段スラブの保温処置を実施した本発明例の試験番号４および５では、反り量が皆無の極めて良好な結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の散水冷却装置は、積層された高温スラブ鋳片の側面を散水冷却するとともに、良好な操作性のもとに、最上段スラブの上面を断熱構造物により保温することにより、生産性の低下やコスト上昇を招くことなく、鋳片の反りの発生を防止し、効率よくスラブを冷却することのできる散水冷却装置である。したがって、本発明のスラブ鋳片の冷却装置は、高熱かつ水蒸気雰囲気下にあるスラブ鋳片の冷却工程において、装置トラブルを起こすことなく、長期にわたり安定して稼働させることのできる簡便な散水冷却装置として、広範に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】図１は、積層されたスラブ鋳片における反りの発生過程を模式的に示す図であり、同図（ａ）は、散水冷却を開始した直後の状態を、同図（ｂ）は、その後、最上段のスラブが上反りを起こした状態を、同図（ｃ）は、その後、最上段のスラブが水平な状態に復帰した状態を、そして、同図（ｄ）は、さらに、下反りへと進行した状態を、それぞれ示す。
【図２】積層されたスラブ鋳片の反りの防止に関する基礎試験の方法を示す図であり、同図（ａ）は、最上段スラブの上面をグラスウールにより覆った場合を、同図（ｂ）は、最上段スラブの上面を鋼板製の箱型形状の断熱構造部材により覆った場合を、そして、同図（ｃ）は、鋼板製の箱型形状の断熱構造部材の斜視図を、それぞれ示す。
【図３】積層されたスラブ鋳片の散水冷却装置の側面図を示し、同図（ａ）は、断熱構造部材を最上段スラブの上面へ降下載置した状態を、同図（ｂ）は、断熱構造部材を最上段スラブの上面から上昇除去した状態を表す。
【図４】積層されたスラブ鋳片の散水冷却装置の正面図（図３におけるＡ方向矢視）を示し、最上段スラブの上面への断熱構造部材の降下載置および同上面からの断熱構造部材の上昇除去ならびにスラブ鋳片側面への散水状況を表す。
【図５】巻き取りドラム、ワイヤーおよび断熱構造部材の連結状況を示す部分詳細図であり、同図（ａ）は、平面図（図４におけるＢ方向矢視）を、同図（ｂ）は、側面図（図４におけるＣ方向矢視）を表す。
【図６】断熱構造部材の昇降駆動部の一例を示す側面図（図４におけるＣ方向矢視である。
【図７】巻き取りドラム、ワイヤーおよび断熱構造部材の連結状況を示す別の部分詳細図であり、同図（ａ）は、平面図（図４におけるＢ方向矢視）を、同図（ｂ）は、側面図（図４におけるＣ方向矢視）を表す。
【図８】グラスウールを補強材により包んだ断熱構造部材の例を示す図である。
【図９】箱型形状の断熱構造部材により最上段スラブ鋳片の上面を覆った状態を示す図であり、同図（ａ）は平面図を、同図（ｂ）は側面図を表す。
【図１０】散水冷却における散水量の経時変化の概念図である。
【符号の説明】
【００７８】
１：スラブ鋳片、  １０１：最上段のスラブ鋳片、  ２：グラスウール、
２０１：補強部材、  ３：箱型形状の断熱構造部材、  ３０１：スペーサ、
３０２：空気層、  ４：台車、  ５： 巻き取りドラム、  ６：断熱構造部材、
７：鋼製ワイヤー、  ８：巻き取り軸、  ９：チェーン、
１０：散水ノズル（散水スプレー装置）、  １１：昇降駆動部、  １１１：シリンダー、  １１２：リンク機構、  １１３：リンク支点、  １２：防熱板、  １３：モータ
【図１】
0005245423.tif 000003
【図２】
0005245423.tif 000004
【図３】
0005245423.tif 000005
【図４】
0005245423.tif 000006
【図５】
0005245423.tif 000007
【図６】
0005245423.tif 000008
【図７】
0005245423.tif 000009
【図８】
0005245423.tif 000010
【図９】
0005245423.tif 000011
【図１０】
0005245423.tif 000012